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Mikroskopie
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Mit BRESSER Mikroskopie in ihrer ganzen Vielfalt entdecken
Die Grenzen des menschlichen Sehens überschreiten, um jede Kleinigkeit des Mikrokosmos genau unter die Lupe zu nehmen – das ermöglicht ein Mikroskop. Darum sind die optischen Instrumente in vielen Arbeitsbereichen zu unverzichtbaren Hilfsmitteln geworden. Vom Biologie-Unterricht über die Parasitologie bis hin zur Qualitätssicherung in der Industrie findet die Mikroskopie vielfältige Anwendung. Aber natürlich ist die Untersuchung selbst gefundener Proben durch das Mikroskop auch stets ein lohnendes Hobby.
Weil die Anforderungen je nach Einsatzgebiet und Anforderungen unterschiedlich sind, bietet BRESSER ein breites Spektrum an Modellen. So werden Anfänger und fortgeschrittene Hobby-Mikroskopierer hier genauso ihr passendes Mikroskop finden wie professionelle Anwender aus Wissenschaft, Forschung und Industrie. Und um vor allem Einsteigern die Entscheidung zu erleichtern, haben wir hier alle wichtigen Infos zur Mikroskopie inklusive Kaufkriterien für Sie zusammengestellt.
Wie ist ein Lichtmikroskop aufgebaut?
In der Mikroskopie sind Lichtmikroskope, die mithilfe von Lichtbrechung stark vergrößerte Bilder von kleinen Objekten erzeugen, der Standard. Obwohl sie sich in Details unterscheiden können, ist der Grundaufbau immer gleich.
Okular
Als Okular bezeichnet man ein Linsensystem oben am Mikroskop.
Objekttisch
Auf den Objekttisch, der sich in der Regel unter dem Objektivrevolver befindet, wird das zu untersuchende Präparat gelegt.
Lichtquelle
Bei der Lichtquelle am Mikroskop unterscheidet man zwischen Durch- und Auflicht.
Objektive
Neben dem Okular ist das Objektiv der zweite wichtige Optik-Bestandteil am Mikroskop.
Kondensor
Beim Kondensor handelt es sich um ein Linsensystem, das den Lichtkegel passend für das Objektiv und die entsprechende numerische Apertur vorbereitet.
Stativ
Am Stativ sind die einzelnen Bestandteile des Mikroskops befestigt.
Als Okular bezeichnet man ein Linsensystem oben am Mikroskop. Es befindet sich an der Stelle, an der Anwender in die Optik hineinschauen. Das Okular dient dazu, das bereits vergrößerte Zwischenbild des Objektivs noch weiter zu vergrößern. In den meisten Fällen ist es austauschbar, sodass man durch einen Wechsel die Vergrößerung variieren kann.
Ein Unterscheidungsmerkmal von Mikroskopen ist die Beschaffenheit des Einblicks. So schaut man beim monokularen Mikroskop – der klassischen Form dieses optischen Geräts – mit einem Auge durch das einzige Okular. Diese Modelle empfehlen sich vor allem für die gelegentliche Verwendung und den Einstieg in die Mikroskopie.
Wer professionell mit einem Mikroskop arbeitet, braucht allerdings einen komfortableren Einblick. Darum gibt es viele Modelle mit zwei Okularen, die sogenannten binokularen Mikroskope. Hierdurch beobachten Anwender mit beiden Augen bequem auch über längere Zeiträume. Außerdem gibt es trinokulare Mikroskope mit gleich drei Einblicken. Neben der Betrachtung mit den Augen kann hier zusätzlich eine Kamera angeschlossen werden. Damit lassen sich Beobachtungen ganz einfach dokumentieren.
Bei der Lichtquelle am Mikroskop unterscheidet man zwischen Durch- und Auflicht. Die Durchlichtbeleuchtung wird für transparente Untersuchungsobjekte verwendet. Traditionell wird dabei Tages- oder Kunstlicht mit einem Spiegel von unten durch das Präparat gelenkt. Allerdings sind die meisten Mikroskope mittlerweile mit einer eigenen Lichtquelle ausgestattet, die sich oft auch den Anwendungserfordernissen entsprechend einstellen lässt. Bei hochwertigen Modellen kommt die sogenannte Köhlersche Beleuchtung zum Einsatz. Dabei wird Streulicht vermindert und das Präparat durch die Optimierung der Lichtführung ideal und weitgehend homogen ausgeleuchtet. Das Mikroskop arbeitet dann reproduzierbar mit optimaler Auflösung, Kontrast und Tiefenschärfe.
Beim Auflicht-Mikroskop befindet sich die Lichtquelle neben dem Objekttisch und scheint von oben auf die Probe. Diese Beleuchtungsart verwendet man bei plastischen, undurchsichtigen Objekten wie z. B. Münzen, Platinen oder Gesteinsproben. Neben reinen Durch- und Auflichtmikroskopen gibt es auch Modelle, die beide Beleuchtungsmethoden bieten. Für besonders hohe Vergrößerungen wird bei Spezialmikroskopen für die Metallurgie oder Materialprüfung das Licht durch die Objektive auf das Präparat gebracht.
Beim Kondensor handelt es sich um ein Linsensystem, das den Lichtkegel passend für das Objektiv und die entsprechende numerische Apertur vorbereitet. So wird eine optimale Auflösung ermöglicht und feinste Details werden sichtbar. Die Blende dient zur Anpassung des Lichtkegels an das Objektiv und muss bei höherer Vergrößerung weiter geöffnet werden. Auch kann die Beleuchtung hierüber durch die Verwendung von Filtern für die entsprechenden Bedürfnisse optimiert werden. In der Mikroskopie gibt es zudem sehr spezielle Techniken zur Beleuchtung wie Phasenkontrast-, Dunkelfeld- und Differentialinterferenzkontrast-Mikroskopie. Hierzu sind allerdings zusätzliche optische Komponenten notwendig.
Neben dem Okular ist das Objektiv der zweite wichtige Optik-Bestandteil am Mikroskop. Beide Linsensysteme werden vereinfacht gesagt durch eine Röhre – den Tubus – miteinander verbunden. In der Regel befinden sich gleich mehrere Objektive an einem Mikroskop, an dem sie mit einem Revolverkopf gehalten werden. Mithilfe dieser drehbaren Scheibe kann der Beobachter mit einer einfachen Handbewegung das Objektiv wechseln und so die Vergrößerung verändern.
Es gibt zwei Kennzahlen, die für Mikroskopobjektive relevant sind, und zwar die Vergrößerung und die numerische Apertur. Häufige Werte bei der Objektiv-Vergrößerung liegen zwischen 4- und 100-fach. Wie groß ein Präparat durch ein Mikroskop abgebildet wird, lässt sich errechnen, indem man die Vergrößerung des Objektivs mit der Vergrößerung des Okulars multipliziert, z. B. 20x-Objektiv und 10x-Okular = 20 x 10 = 200-fache Vergrößerung.
An der numerischen Apertur (vergleichbar mit der Blendenzahl einer Kamera) erkennt man hingegen das Auflösungsvermögen des Objektivs. Je größer dieser Wert ausfällt, desto höher ist die Auflösung und desto geringer sind die Schärfentiefe und der Arbeitsabstand. Auch im Preis schlägt sich eine hohe numerische Apertur nieder. Aus optischen Gründen können nur Immersionsobjektive, bei denen zwischen Frontlinse und Präparat ein Öltropfen aufgetragen wird, numerische Aperturen über 1,0 erreichen. Der Grund ist, dass sonst ein Großteil des Lichts an der Frontlinse des Objektivs reflektiert würde und nicht zum Mikroskopbild beitrüge.
Auf den Objekttisch, der sich in der Regel unter dem Objektivrevolver befindet, wird das zu untersuchende Präparat gelegt. Beim Durchlicht-Mikroskop werden die Proben dafür auf kleinen Glasrechtecken präpariert, die sogenannten Objektträger. Damit diese nicht verrutschen, sind die meisten Objekttische mit Objektklammern versehen, in die der Objektträger eingeklemmt wird. Gut ausgestattete Mikroskope bieten einen Kreuztisch, durch den das Präparat in minimalen Bewegungen äußerst präzise neu positioniert werden kann. Besonders bei hohen Vergrößerungen ist das wichtig.
Am Stativ sind die einzelnen Bestandteile des Mikroskops befestigt. Es sollte robust sein und einen schweren Fuß haben, damit das optische Instrument stabil steht. Daran sind auch Bedienelemente angebracht, z. B. für die Kondensor-Einstellung oder die Rändelräder für die Fein- und Grobfokussierung.
Spezielle Mikroskop-Typen
Es gibt einige Mikroskoptypen, die sich durch besondere Merkmale auszeichnen. Wir stellen Ihnen die Besonderheiten von 4 Modellen kurz vor:
| Hauptkennzeichen | Hauptvorteile | Anwendungsgebiete | |
|---|---|---|---|
| Stereomikroskop | Zwei getrennte optische Pfade unter Verwendung von jeweils zwei Objektiven und Okularen, Auflicht | dreidimensionales, plastisches Bild | Biologie, Gartenbau, Oberflächenuntersuchungen, Arbeiten im Nahbereich, industrielle Anwendungen wie Qualitätskontrolle |
| Stereo-Zoom-Mikroskop | Stereomikroskop mit Zoom-Objektiven, Auflicht | dreidimensionales, plastisches Bild, Möglichkeit zum stufenlosen heran- und herauszoomen des Bildes | Biologie, Gartenbau, industrielle Anwendungen wie Montage und Reparatur, Biologie, Messen und Prüfen |
| Digitales Mikroskop | Aufnahme des Bildes von integrierter Kamera und Beobachtung am Computer oder integrierten Bildschirm, z. T. auch nachrüstbar, unabhängig von der Bauart des Mikroskops möglich | Erleichterung bei Dokumentation und Analyse sowie Betrachtungs-möglichkeit mit mehreren Personen gleichzeitig | Biologische und medizinische Mikroskopie, Unterricht |
| Inversmikroskop | Beobachtung der Proben durch den Boden des Probengefäßes | Deutlich größerer Probenraum zur Untersuchung direkt im Kulturgefäß ohne Probenentnahme oder von größeren Volumina | Forschung, Veterinärmedizin, Landwirtschaft, Meeresbiologie, Limnologie, Aquakultur |
Spezielle Kontrastverfahren
Bei der normalen mikroskopischen Beobachtung – der sogenannten Hellfeldmikroskopie – wird ein transparentes Präparat in der Regel mit Durchlicht betrachtet. Da es allerdings Objekte gibt, bei denen der Kontrast vor dem hellen Hintergrund zu schwach ist, gibt es alternative Verfahren, die wir Ihnen hier kurz vorstellen möchten.
Bei dieser Methode fällt durch den Einsatz eines speziellen Kondensors nur dort Licht in das Objektiv, wo es vom Präparat gebeugt wird. Dementsprechend erscheint das Untersuchungsobjekt hell vor schwarzem Hintergrund. Dunkelfeldkondensoren sind entweder mit einer Zentralblende, die das direkte Licht blockiert, oder einer komplexen optischen Konstruktion aus verspiegelten Elementen und Linsen ausgestattet. Die Dunkelfeldmikroskopie kommt zum Einsatz, wenn transparente Zellen oder Mikroorganismen beobachtet werden, die selber kontrastarm sind. Auch für Lebendkulturen von Wasserorganismen oder Algen eignet sich das Verfahren besonders, da die Objekte nicht gefärbt werden müssen und somit in Bewegung betrachtet werden können.
Das Phasenkontrastverfahren benötigt eine Kombination aus einem Spezial-Kondensor mit wechselbaren Blenden, die einen Lichtring erzeugen, und entsprechenden Phasenkontrastobjektiven mit Phasenring. Das Licht erfährt an Bestandteilen des durchleuchteten Präparats mit unterschiedlichem Brechungsindex eine Phasenverschiebung. Ungebeugtes Licht wird am Phasenring geblockt. Mit dieser Methode werden farblose Objekte beobachtet. Perfekte Bedingungen für den Phasenkontrast bietet grünes Licht, weshalb ein entsprechender Grünfilter dabei hilfreich ist.
In der Polarisationsmikroskopie werden optisch aktive bzw. doppelbrechende Strukturen des Präparats besonders hervorgehoben. Die traditionelle Anwendung ist die Geo- und Mineralogie. Aber auch in der Industrie werden mit polarisiertem Licht Materialien untersucht. So kann bei bekannter Schichtdicke durch die entstehenden Interferenzfarben auf das Material geschlossen werden. Zudem können mit diesem Verfahren bei lebenden Organismen interessante Strukturen sichtbar gemacht werden, z. B. Muskelfasern von Daphnien oder Rädertierchen. Erfahren Sie in unserem Ratgeber mehr zum Thema Kontrastverfahren in der Mikroskopie: Zum Ratgeber
Welches Mikroskop ist das richtige – die wichtigsten Kaufkriterien
Einsatzbereich
Wie in vielen anderen Gebieten ist auch in der Mikroskopie stets die erste Frage: Wofür soll das Mikroskop verwendet werden? Und bei diesem vielseitigen optischen Instrument gibt es jede Menge Antworten darauf. Darum können Sie im BRESSER Shop nach folgenden Einsatzbereichen filtern, um sich die dafür geeigneten Produkte anzeigen zu lassen:
- Insektenkunde
- Mineralogie
- Biologie
- Botanik
- Materialprüfung
- Metallurgie
- Unterricht
- Briefmarken
- Münzen
- Forschung
- Parasitenuntersuchung
- Labor
Vergrößerung
Für die unterschiedlichen Einsatzbereiche gibt es ganz unterschiedliche Anforderungen an die Vergrößerungsleistung eines Mikroskops. Sie fällt z. B. bei einem Werkstattmikroskop, unter dem Uhren oder Elektronikteile repariert werden, viel geringer aus als bei einem Mikroskop für Parasitenuntersuchungen. Darum ist die Vergrößerung, die mit dem mitgelieferten Objektiven und Okularen erzielt werden können, ein entscheidender Faktor.
Wenn Sie Vergrößerungen mit verschiedenen zusätzlichen Objektiven und Okularen variieren möchten, sollten Sie darauf achten, dass Okular und Objektiv aufeinander abgestimmt sind. Die maximal sinnvolle Vergrößerung bei Verwendung eines bestimmten Objektivs können Sie wie folgt ganz leicht berechnen:
numerische Apertur des Objektivs x 1.000 = max. sinnvolle Vergrößerung
Beispiel: Ein 10x-Objektiv mit numerischer Apertur 0,25 kann maximal 250-fach vergrößern, wozu ein 25x-Okular verwendet wird. Vergrößerungen über diese maximal sinnvolle Vergrößerung hinaus zeigen keine weiteren Details (sogenannte leere Vergrößerung) und sind nicht empfehlenswert.
Einblick
Wer viel Zeit am Mikroskop verbringt, möchte möglichst bequem damit arbeiten können. Hier empfiehlt sich der binokulare Einblick oder die Arbeit am Bildschirm mit einem Digitalmikroskop oder mit einer MikroCam. Der monokulare Einblick ist ausreichend für die gelegentliche Anwendung und zum Herantasten an die Mikroskopie. Wer zusätzlich zur Beobachtung mit den Augen noch Aufnahmen mit einer Kamera machen möchte, wählt ein trinokulares Instrument.
Zielgruppe
Natürlich braucht ein Anfänger der Mikroskopie ein anderes Instrument als ein professioneller Anwender. Auch hier können Sie sich über den entsprechenden Filter im BRESSER Shop unsere Mikroskope für Einsteiger, Fortgeschrittene, Experten, professionelle Anwender sowie zur Forschung und Wissenschaft ansehen. Zudem haben wir hier noch ein paar Empfehlungen von unserer Fachabteilung für Sie:
Einsteiger Mikroskopie-Sets
Mit unseren Micro-Sets bestehend aus Mikroskop und viel Zubehör steht einem sofortigen Mikroskopie-Einstieg nichts im Wege. Die BRESSER Mikroskop-Sets eignen sich vor allem für Schüler und Hobby-Biologen.
Studenten- und Schüler-Mikroskope
Die BRESSER Researcher Mikroskope erfüllen perfekt die Anforderungen von Studenten und ambitionierten Schülern. Sie sind mit einer Kamera erweiterbar, sodass Bilder und Videos direkt am PC-Bildschirm analysiert werden können.
Professionelle Labor-Mikroskope
Professionelle Mikroskope der BRESSER Science-Serie lassen Strukturen erkennen, die im normalen Hellfeld-Mikroskopbild verborgen bleiben. Eingesetzt werden diese Modelle in Forschungseinrichtungen und von professionellen Anwendern in der Industrie.
Kinder-Mikroskope
Sie kennen kleine Nachwuchsforscher, die sich für Mikroskopie begeistern? Dann machen Sie Kindern eine Freude mit einem Mikroskop-Set von BRESSER JUNIOR. Hier geht es zum Ratgeber:
Das richtige Mikroskop für Kinder.
Objekttisch
Über die Anforderungen an den Objekttisch sollten Sie sich ebenfalls Gedanken machen. Wenn Sie mit hohen Vergrößerungen arbeiten, macht z. B. ein Kreuztisch zur optimalen Positionierung des Präparats Sinn. Zur Betrachtung nicht lichtdurchlässiger Objekte wie z. B. bei der Metallurgie oder Materialprüfung kann ein besonders großer Tisch die Arbeit erleichtern. Beim Werkstattmikroskop, unter dem gearbeitet werden muss, ist hingegen der Arbeitsabstand relevant.
Zubehör
Das enthaltene Zubehör kann ebenfalls die Kaufentscheidung beeinflussen. So können umfangreiche Mikroskopie-Sets den Einstieg erleichtern. Sie bringen bereits fertige Dauerpräparate, Mikroskopierbesteck, leere Objektträger und Deckgläser mit. So kann mit dem neuen Hobby direkt gestartet werden. Zudem sind einige BRESSER Mikroskopie-Sets mit einer Smartphone-Halterung oder sogar einer Mikroskopkamera ausgestattet. Damit können Sie Ihre Entdeckungen sofort festhalten und mit anderen teilen.
Mikroskop FAQ
Für Schüler eigenen sich vor allem benutzerfreundliche Mikroskope, um den Einstieg in die Mikroskopie zu erleichtern. Stöbern Sie am besten in unserer Kategorie Schülermikroskope, um das richtige Modell zu finden.
Die ideale Vergrößerung hängt vom Einsatzgebiet ab. So braucht man beispielsweise für Reparaturarbeiten unter einem Werkstattmikroskop keine so hohe Vergrößerung wie für biologische Zelluntersuchungen.
Es gibt jede Menge einfache Projekte, die Kindern Freude bereiten. Für den leichten Einstieg finden Sie hier ein paar Vorschläge aus unserer Fachabteilung für Mikroskopie.
Zellen können je nach Herkunft ganz unterschiedlich groß sein. Besonders einfach erkennbar sind Pflanzenzellen wie z. B. die der Zwiebelhaut. In Wurzelspitzen teilen sich Zellen besonders oft, hier sind dann sogar die Mitosestadien, d. h. die Chromosomen sichtbar. Manche Wimperntierchen im Tümpel können sogar mehrere Millimeter groß sein und sind damit viel größer als manche mehrzelligen Rädertierchen. Man kann sie sogar schon unter einem einfachen Stereomikroskop bei 20-facher Vergrößerung sehen.
Mit dem richtigen Mikroskop lässt sich eine große Menge an Objekten genauer unter die Lupe nehmen. Hier nur einige Beispiele: Insekten, Pflanzen, Mineralien, Metalle, Textilien, Gewebeproben, Wasserproben, Abstriche etc.
Hierzu löst man einfach eine Zwiebelhaut, d. h. das dünne Häutchen zwischen den fleischigeren Schichten der Küchenzwiebel ab. Dann färbt man sie mit blauer Füllertinte ein und legt sie unter das Mikroskop. Die Zellen sind recht groß und die Zellkerne gut erkennbar.
Bakterien sind so klein, dass man sie mit dem bloßen Auge nicht sehen kann. Unter dem Lichtmikroskop werden sie sichtbar. Allerdings braucht man dafür eine sehr hohe Vergrößerung und eine hochwertige Optik.
Für die Erkennung von Bakterien sind Vergrößerungen von 400x und höher nötig. Allerdings ist es erforderlich, dass das Auflösungsvermögen auch hoch genug ist. Hier benötigt man also ein Mikroskop mit Kondensor, besser noch mit Köhlerscher Beleuchtung. Die Erkennbarkeit von Bakterien, die nur wenige Mikrometer messen, kann mit einem gefärbten Ausstrich oder Kontrastverfahren wie Phasenkontrast deutlich verbessert werden.
